基于CATIA的低剛度_變截面軸電解磨削加工仿真

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1、制造業(yè)信息化MANUFACTURINGINFORMATIZATION仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP基于CATIA的低剛度、變截面軸電解磨削加工仿真徐峰，劉勇，辜斌（西華大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院，成都610039）摘要：針對低剛度、變截面軸電解磨削加工，分析影響加工質(zhì)量的主要因素，對主要影響因素磨削力建立了數(shù)學(xué)模型。利用CATIA軟件對電解磨削中形狀誤差進行有限元仿真，得到磨削力和形狀誤差間的定量作用規(guī)律。關(guān)鍵詞：低剛度；變截面軸；電解磨削；有限元；仿真；CATIA中圖分類號：TH161.3文獻標識碼：A文章編

2、號：1002－2333（2009）06－0026－03SimulationintheProcessofElectrolyticGrindingoftheLowRigidity,VariableCross-sectionShaftBasedonCATIAXUFeng,LIUYong,GUBin（SchoolofMechanicalEngineering&Automation,XihuaUniversity，Chengdu610039，China）Abstract：Intheelectrolyticgrindingofthel

3、owrigidity,variablecross-sectionshaft,themainfactorinfluencingthequalityisanalyzed.Andthemathematicalmodelofmainfactor-grindingforceisestablished.TheshapeerroroftheshaftissimulatedbythesoftwareCATIA.Anditgetstherulebetweenthegrindingforceandtheshapeerror.Keywords：

4、lowrigidity;variablecross-sectionshaft;electrolyticgrinding;finiteelementmethod;simulation;CATIA1引言包括磨料的粒度和硬度、磨削壓力、機械修磨作用等要低剛度、變截面軸類零件的高精度加工一直是機械素。工件的材料性質(zhì)以及機床精度和加工參數(shù)的選擇也加工的難點，該類零件因其剛度較低、精度和表面光潔度是影響表面粗糙度的因素。要求又高，特別是縱向截面母線輪廓為非規(guī)則曲線，使影響形位誤差的因素主要有電解液，包括電解液車、磨過程中很難加跟刀架或

5、中心架提高其加工剛性。為的成分和電解液的pH值，這主要由被加工材料的性了解決這一問題，在實際的生產(chǎn)中，使用了一套新研究成質(zhì)決定；陰極導(dǎo)電面積是保證工件表面各處加工速度功的“中極法軌跡電解磨削加工工藝方法和設(shè)備”。通過相等的重要條件之一；在中極法磨外圓時，磨輪的正確應(yīng)用在國產(chǎn)頂頭零件的生產(chǎn)實踐證明，工件表面粗糙度形狀和安裝正確也是非常重要的，當然機床和工夾具值達到Ra0.4以下，最小直徑公差0.01mm以內(nèi)，且加工的精度也是直接的影響因素。除此之外，如機械磨削參不受工件材料硬度、強度和熱處理狀態(tài)的限制。該方法是數(shù)、溫度、振動

6、等，是決定低剛度、變截面軸電解磨削加適合加工高精度、特低剛度變截面軸的行之有效的一種工工藝形位誤差的最重要的因素。機械磨削參數(shù)因素電解磨削加工新工藝。本文研究的頂頭是典型的低剛度、是本文仿真研究的重點，而磨削力是機械磨削參數(shù)中變截面軸類零件，其零件圖如圖1所示。最重要的因數(shù)。圓柱部分3電解磨削的力學(xué)模型列表曲線圓錐表面3.20.40.40.43.2磨削力在電解磨削過程中是一個極0.41.6.5783.511準121其重要的參數(shù)，它不僅影響系統(tǒng)的變形、準準準磨削的效率、精度、表面質(zhì)量、砂輪耐用1∶58136080（參見加工數(shù)

7、據(jù)表）48度，而且也是磨削過程中造成能量損耗，75470產(chǎn)生磨削熱量及磨削振動的重要原因。605±1磨削力的計算公式大體上可分兩類：一圖1頂頭零件圖類是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)建立的磨削力經(jīng)驗公CATIA是一種CAD/CAE/CAM一體化軟件。本文選用式；另一類是根據(jù)解析法和實驗研究相聯(lián)合的方法建CATIA的這一軟件作為低剛度、變截面軸電解磨削加工立的磨削力公式。本文采用后一種方式，從簡化的單個形狀誤差的仿真工具。磨粒的切削狀態(tài)出發(fā)，建立了變截面軸電解磨削加工磨2影響電解磨削加工質(zhì)量的主要因素的分析削力模型。電解磨削加工質(zhì)量主要由兩個

8、因素決定：表面粗糙3.1磨削力分析度和形位誤差。圖2為變截面、低剛度軸電解磨削加工中的磨削力影響表面粗糙度的因素主要有：（1）電解因素，包括的三分力示意圖，其中，F(xiàn)t為切向磨削力，F(xiàn)n為法向磨削工作電壓、電流密度、電解液等幾大要素；（2）機械因素，力，F(xiàn)s為縱向進給方向分力。Ft與磨削功率有直接的關(guān)26